一種基於基本模塊的掩模輔助圖形優化方法
2023-10-09 20:12:49 1
專利名稱：一種基於基本模塊的掩模輔助圖形優化方法
技術領域：
本發明涉及一種基於基本模塊的掩模輔助圖形的優化方法，屬於光刻解析度增強技術領域。
背景技術：
當前的大規模集成電路普遍採用光刻系統進行製造。光刻系統主要分為照明系統(包括光源和聚光鏡)、掩模、投影系統及晶片四部分，其中掩模圖形由掩模主體圖形(main feature,簡稱 MF)和掩模輔助圖形(sub-resolution assistfeature,簡稱 SRAF)兩部分組成。光源發出的光線經過聚光鏡聚焦後入射至掩模，掩模的開口部分透光；經過掩模後，光線經由投影系統入射至塗有光刻膠的晶片上，這樣掩模圖形就複製在晶片上。目前主流的光刻系統是193nm的ArF深度紫外光刻系統，隨著光刻進入45nm及 45nm以下技術節點，光的幹涉和衍射現象更加顯著，導致光刻成像產生扭曲和模糊。為此光刻系統必須採用解析度增強技術，用以提高成像質量和圖形保真度。基於像素的光學鄰近效應校正(pixel-based optical proximitiy correction,簡稱 PB0PC)是一種重要的光刻解析度增強技術。PBOPC首先對掩模進行柵格化，然後對每一個像素的透光率進行優化，從而達到提高光刻系統成像質量和圖形保真度的目的。但由於PBOPC對任意的掩模像素進行翻轉，因此大幅度提升了掩模的複雜度，從而降低了掩模的可製造性、提高了大規模集成電路的生產成本，甚至還可能產生某些物理不可製造的掩模圖形。為了提高和保證掩模的可製造性，業界普遍採用掩模製造約束條件來限制掩模圖形的幾何特徵。對於掩模輔助圖形而言，三項重要的約束條件為(I)掩模輔助圖形的最小尺寸ws必須大於等於閾值es，即ws> es;(2)掩模主體圖形與輔助圖形之間的最小間距wD必須大於等於閾值eD，即wD> ε D ;(3)掩模圖形中不允許存在任何無法製造的邊緣凸起。如圖3所示，設邊緣凸起的高度為wH,邊緣凸起的兩邊臂長分別為Wu和Wu,為閾值。當某邊緣凸起滿足「wH< ε Λ則稱此凸起為「無法製造的邊緣凸起」。為了滿足以上約束條件，現有的PBOPC技術主要採用罰函數法或掩模製造規則檢測(mask manufacture rule check,簡稱MRC)法對掩模圖形的幾何特徵加以限制。但是罰函數法無法保證優化後掩模圖形嚴格符合以上約束條件。而經過MRC法處理的掩模圖形往往是掩模優化問題的次優解，而非最優解。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於基本模塊的掩模輔助圖形優化(block-basedsub-resolution assist feature optimization,簡稱 BBSRAF0)方法，在掩模主體圖形已經給定的情況下，為掩模圖形添加符合掩模製造約束條件的掩模輔助圖形。該方法將掩模輔助圖形構造為若干單邊尺寸大於等於閾值ε s的基本模塊的疊加，即掩模輔助圖形可表示為基本模塊與表示基本模塊位置的係數矩陣的卷積。之後BBSRAF0方法基於Abbe矢量成像模型，採用共軛梯度法對掩模輔助圖形進行優化。該方法不會在與掩模主體圖形距離小於閾值ε D的區域內添加掩模輔助圖形，並將與掩模主體圖形距離小於閾值ε D的區域設為阻光區域。實現本發明的技術方案如下—種基於基本模塊的掩模輔助圖形優化方法，具體步驟為步驟101、將目標圖形初始化為NXN的矩陣.Z，將掩模主體圖形初始化為NX N的矩陣Μμ，並初始化閾值ε s、ε D、ε H和ε 並令循環次數k = O ;步驟102、將對應於掩模輔助圖形的NXN的連續係數矩陣0°初始化為
權利要求
1.一種基於基本模塊的掩模輔助圖形優化方法，其特徵在於，具體步驟為步驟101、將目標圖形初始化為NXN的矩陣之，將掩模主體圖形初始化為NXN的矩陣 Mm,並初始化閾值ε s、ε D、ε H和4，並令循環次數k = O ;步驟102、將對應於掩模輔助圖形的NXN的連續係數矩陣0°初始化為
2.根據權利要求I所述，一種基於基本模塊的掩模輔助圖形優化方法，其特徵在於，所述步驟104和111中利用Abbe矢量成像模型計算當前掩模圖形對應的光刻膠中成像的具體步驟為 步驟201、將掩模圖形M柵格化為NXN個子區域； 步驟202、根據部分相干光源的形狀將光源面柵格化成多個點光源，用每一柵格區域中心點坐標(xs, ys)表示該柵格區域所對應的點光源坐標； 步驟203、針對單個點光源，利用其坐標(xs，ys)獲取該點光源照明時對應晶片位置上的空氣中成像I (a s，^s)； 步驟204、判斷是否已經計算出所有點光源對應晶片位置上的空氣中成像，若是，則進入步驟205，否則返回步驟203 ； 步驟205、根據阿貝Abbe方法，對各點光源對應的空氣中成像I (a s，^s)進行疊加，獲取部分相干光源照明時，晶片位置上的空氣中成像I ; 步驟206、基於光刻膠近似模型，根據空氣中成像I計算掩模圖形對應的光刻膠中的成像。
3.根據權利要求2所述，一種基於基本模塊的掩模輔助圖形優化方法，其特徵在於，所述步驟203中針對單個點光源利用其坐標(xs，ys)獲取該點光源照明時對應晶片位置上的空氣中成像I ( a s，P s)的具體過程為 設定光軸的方向為Z軸,並依據左手坐標系原則以z軸建立全局坐標系(X，y, z)； 步驟301、根據點光源坐標(xs，ys)，計算點光源發出的光波在掩模圖形上NXN個子區域的近場分布E ;其中，E為NXN的矢量矩陣，其每個元素均為一 3X1的矢量，表示全局坐標系中掩模的衍射近場分布的3個分量； 步驟302、根據近場分布E獲取光波在投影系統入瞳後方的電場分布Ent(a,f)，其中，灼為NXN的矢量矩陣，其每個元素均為一 3X I的矢量，表示全局坐標系中入瞳後方的電場分布的3個分量； 步驟303、設光波在投影系統中傳播方向近似與光軸平行，進一步根據入瞳後方的電場分布Ef (a，灼獲取投影系統出瞳前方的電場分布;其中，出瞳前方的電場分布ErtWD為NXN的矢量矩陣，其每個元素均為一 3X1的矢量，表示全局坐標系中出瞳前方的電場分布的3個分量；步驟304、根據投影系統出瞳前方的電場分布Er*(a』，彡』)，獲取投影系統出瞳後方的電場分布E;;W)； 步驟305、利用沃爾夫Wolf光學成像理論，根據出瞳後方的電場分布JC(CT1W)獲取晶片上的電場分布Ewirfw，並根據12 獲取點光源對應晶片位置上空氣中成像I ( a s，I)。
全文摘要
本發明提供一種基於基本模塊的掩模輔助圖形優化方法，在給定目標圖形和掩模主體圖形的前提下，本方法將掩模輔助圖形構造為若干單邊尺寸大於閾值的基本模塊與表示基本模塊位置的係數矩陣的卷積，將整體掩模圖形構造為掩模主體圖形與輔助圖形的疊加；將優化目標函數F構造為目標圖形與當前整體掩模圖形對應的光刻膠中成像之間的歐拉距離的平方。之後本方法基於Abbe矢量成像模型，採用共軛梯度法對掩模輔助圖形進行優化，並在優化結束後對輔助圖形中的「無法製造的邊緣凸起」進行修正。本方法可以在提高光刻系統成像質量和圖形保真度的同時，有效提高優化後掩模的可製造性。
文檔編號G03F1/36GK102981355SQ201210540770
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者馬旭, 李豔秋, 宋之洋 申請人:北京理工大學